Evolution of dinitrogen and nitrous oxide from the soil to the atmosphere through rice plants

Summary It is commonly assumed that a large fraction of fertilizer N applied to a rice (Oryza sativa L.) field is lost from the soil-water-plant system as a result of denitrification. Direct evidence to support this view, however, is limited. The few direct field, denitrification gas measurements that have been made indicate less N loss than that determined by ¹⁵N balance after the growing season. One explanation for this discrepancy is that the N₂ produced during denitrification in a flooded soil remains trapped in the soil system and does not evolve to the atmosphere until the soil dries or is otherwise disturbed. It seems likely, however, that N₂ produced in the soil uses the rice plants as a conduit to the atmosphere, as does methane. Methane evolution from a rice field has been demonstrated to occur almost exclusively through the rice plants themselves. A field study in Cuttack, India, and a greenhouse study in Fort Collins, Colorado, were conducted to determine the influence of rice plants on the transport of N₂ and N₂O from the soil to the atmosphere. In these studies, plots were fertilized with 75 or 99 atom % ¹⁵N-urea and ¹⁵N techniques were used to monitor the daily evolution of N₂ and N₂O. At weekly intervals the amount of N₂+N₂O trapped in the flooded soil and the total-N and fertilized-N content of the soil and plants were measured in the greenhouse plots. Direct measurement of N₂+N₂O emission from field and greenhouse plots indicated that the young rice plant facilitates the efflux of N₂ and N₂O from the soil to the atmosphere. Little N gas was trapped in the rice-planted soils while large quantities were trapped in the unplanted soils. N losses due to denitrification accounted for only up to 10% of the loss of added N in planted soils in the field or greenhouse. The major losses of fertilizer N from both the field and greenhouse soils appear to have been the result of NH₃ volatilization.     

尿素施肥量对土壤微生物和酶活性的影响

不同肥料用量对土壤生物学过程的影响研究是肥域(际)土壤生态学研究的重要内容之一。本试验采用室内模拟培养试验,研究了不同尿素施肥量对潮土微生物数量和酶活性的影响。结果表明:放线菌和霉菌对尿素施肥量比较敏感,B(肥土比1:1500)施肥量就可以明显降低它们的数量,分别比不施肥(A)下降45.5%和32.2%。硝化细菌在D(肥土比1:400)施肥量时数量最大,之后随施肥量增加而下降,反硝化细菌随施肥量增加直线下降。土壤酶活性均在E(肥土比1:200)施肥量时发生明显变化,脲酶、中性磷酸酶和蔗糖酶活性急剧下降。     

不同氮素形态配比对网纹甜瓜干物质分配和氮代谢的影响

该文研究了4种氮素形态配比(NO3--N∶NH4 -N分别为100∶0,75∶25,50∶50和25∶75)对基质栽培网纹甜瓜(品种为“春丽”和“蜜玲珑”)干物质积累和氮代谢的影响。结果表明,不同氮素形态配比影响了植株各器官干重占全株干重的百分比。随氮素形态中氨态氮比例的增加,叶片中硝酸还原酶、硝酸盐含量和可溶性蛋白质含量逐渐降低,而游离氨基酸含量则在NO3--N∶NH4 -N为50∶50的处理中最高。     

环保型长效化肥聚脲甲醛的合成研究

合成了环保型长效聚脲甲醛化肥 ,并对其合成的全过程进行了研究 ,结果表明反应温度为50℃～ 6 0℃ ,反应的第一阶段 pH值为 8,反应的第二阶段 pH值小于 4时 ,能获得较高产率的制品 ,最后对产物进行了表征     

硫代硫酸铵对尿素氮形态转化的影响

通过模拟试验,研究了硫代硫酸铵(ATS)对土壤尿素态氮形态转化的影响。结果表明,与对照相比,ATS不仅抑制土壤脲酶的活性,增加土壤中尿素态氮的含量,还抑制了硝化作用的发生,减少硝态氮的生成量。特别当ATS达2.5mgg-1时,抑制效果更明显,大大提高了尿素的利用效率。     

尿素氮形态转化对腐殖酸的响应

通过模拟试验研究了不同用量腐殖酸对土壤中尿素氮形态转化的影响。结果表明,腐殖酸对尿素态氮形态转化的影响受其施用量的制约。与对照相比,低浓度腐殖酸(<15gkg-1)对尿素水解及以后的氮转化过程抑制作用较小,有时甚至促进了尿素水解;高浓度腐殖酸(15gkg-1和20gkg-1)则能明显的抑制尿素水解,延长尿素态氮在土壤中的停留时间,增加铵态氮含量,减少硝态氮的生成及氮素损失量,大大提高尿素利用效率。由此可见,腐殖酸不仅是一种脲酶抑制剂,还是一种硝化抑制剂。     

小叶女贞叶提取物对脲酶的抑制作用

以小叶女贞叶的水提物对脲酶的抑制作用进行研究,目的在于开发一种低廉优质的植物性脲酶抑制剂,同时也是对废弃物的再利用。从小叶女贞的叶片中提取并分离了抑制脲酶的活性部分(LQE),收得率为5.92%。LQE对刀豆脲酶有较强的抑制作用,5 mgLQE与76.3 mg硼砂的抑制效果相当。LQE对脲酶的抑制作用随着温度的升高(4~60℃)而增强。pH5.5~9.0范围内,LQE有明显的抑制脲酶的活性,而且中性和碱性环境中LQE的抑制率高于酸性环境。加入β-巯基乙醇(2-Me)后,脲酶的活性恢复,说明LQE是通过与脲酶的-SH发生作用而导致脲酶的活性降低。LQE可以有效抑制不同土壤中脲酶的活性,延缓尿素的水解,并且其抑制程度随用量的增加而提高。小叶女贞广泛分布于中国,有耐修剪、生长快、低廉、环保等优越性能,因此可以利用其叶片提取物降低土壤脲酶的活性,提高尿素的利用率,减少环境污染。     

工程车辆翻车事故中司机头部伤害与保护仿真

为了研究司机的头部在碰撞中的机械响应特性,该文采用有限元三维实体建模技术,建立了成人头部碰撞模型。通过虚拟试验方法使用成人头部模型对驾驶室内饰进行冲击分析,比较不同厚度和密度的聚氨酯泡沫对人体头部损伤评价指标的影响。结果表明：头部损伤值（HIC(d)）随着泡沫厚度的增加而减小,随着密度的增大,呈现先减后增的二次抛物线趋势。在驾驶室内壁覆盖18 mm厚的聚氨酯泡沫材料可以降低翻车事故中二次碰撞对司机头部的损伤。     

双孢菇菌糠生物炭吸附Pb2+机制及其环境应用潜力

为了有效去除水体中的重金属Pb~(2+),开发利用菌糠生物炭吸附剂,以双孢菇菌糠(MS)为原料,在350、550、750℃下限氧热解制备生物炭(MS350、MS550、MS750),并利用FTIR、XRD等技术对吸附前后的生物炭样品进行表征;通过批量吸附、定性和定量分析以及萃取实验,研究菌糠生物炭对Pb~(2+)的吸附特性、机理及吸附后样品的稳定性能。结果表明:随着热解温度的升高,样品的产率降低,pH值升高,芳香性增强。准二级动力学方程和Freundlich模型能够较好地符合MS350、MS550的吸附过程,而MS750以准二级动力学和Langmuir模型较好符合。相较于MS350和MS550,MS750吸附性能最好,经Langmuir模型拟合,MS750的最大吸附量为266.23 mg·g-1。溶液pH值影响生物炭的吸附性能,在pH值2.0～7.0的范围内,吸附量随溶液pH值升高而增加。机理分析表明:吸附机理包括矿物沉淀、阳离子交换、含氧官能团络合以及π电子配位;其中,矿物沉淀(CO_3~(2-), SO_4~(2-))是主要的吸附机制,其贡献率随热解温度升高而增加。萃取实验表明:经吸附后,3种生物炭上的Pb~(2+)均以酸溶态铅和非生物利用态铅为主,说明吸附后的铅具有较好稳定性能,两种形态的铅占总吸附量的大小顺序为:MS750(98.65%)MS550(95.91%)MS350(86.51%)。综合分析表明,MS750较其他温度生物炭不仅吸附性能更好,而且吸附后稳定性更强,故在环境应用上具有更大的潜力。     

滚筒式生物反应器固态发酵的应用研究

传统方法生产丹贝（大豆发酵食品）都以静态方式进行固态发酵，发酵过程中热质传递受到一定的限制，会产生温度梯度，且气体组分不均匀，从而导致发酵产品质量不稳定。滚筒式生物反应器的应用可以促进热质传递，使物料均匀发酵，且易于实现机械化生产和扩大生产规模。笔者参予设计制造了450L的滚筒式生物反应器，并利用其进行了固态发酵生产丹贝的应用研究。以2株根霉为发酵剂，进行了静态和动态固态发酵的对照试验，并对发酵过程中物料的化学组分和微生物组成进行了检测。结果表明，滚筒式固态发酵产品质量可靠；不同的菌株对搅动有不同的反应，其中微孢子根霉对搅动有适应能力，适用于滚筒固态发酵。